谁为我们选择了可见光?

谁为我们选择了可见光?

2.5亿年前,合弓纲动物(似哺乳爬行动物)是地球上的老大,它们的身影遍布陆地的每一个角落。这些哺乳动物的祖先拥有着四种视锥细胞,这四种视锥细胞分别能感知红、绿、蓝和橙四种波长的光波,通过组合大脑能分辨出1亿种色调。如果能继承这些视锥细胞,人类的感光能力会比现在更强。可惜的是,一场不确定起因的大灭绝发生了,绝大多数的合弓纲动物都灭绝了,只有少数兽孔目存活下来。

雪上加霜的是,一类新的霸主——恐龙出现了,它们挤占了兽孔目动物的生存空间,抢夺着它们的食物,甚至还会以兽孔目动物为食。于是,兽孔目动物中的一类——犬颌兽体型越来越小,躲在昏暗角落里苟延残喘,这就是哺乳类动物最早的祖先。

正因为要偷偷摸摸地生活,犬颌兽大部分时候都要昼伏夜出,慢慢地,它们就不再像祖先一样,需要四种视锥细胞来感知丰富多彩的世界了,因为它们睁眼的时间里,眼前常充斥着黑灰色。于是在演化中,哺乳动物祖先逐渐失去了那些无用的视锥细胞,只留下了感知蓝、绿的两种视锥细胞。

风水轮流转,6600万年前,轮到恐龙被小行星撞击毁灭,哺乳动物终于能爬出阴暗的角落,重新占领地球,而其中的人类靠智力脱颖而出,掌控了世界。

随着人类数量的不断增加,地盘和食物变得短缺,人类开始需要向外界扩张并与其他动物争夺食物,我们开始需要更好的视力以通过颜色来辨别食物。这个变化发生在3000万至4500万年之前,首先是主司红色视蛋白的基因复制了自身,接着副本发生变异,变得对红色光波敏感了。经过了这次演化,人类拥有了三种视锥细胞,能够分辨的色调从原来的大约1万种增加到了100万种。

从那时起直到今天,大多数人类都拥有三种视锥细胞,能看到我们说的“可见光”。

可见光范围能变大吗?

说到这里,也许你心中会有个疑问,当初合弓纲动物统治地球时,它们可是有四种视锥细胞的,等到人类统治地球的时候,为什么只剩三种视锥细胞了呢?人类还能再演化出第四种视锥细胞吗?

其实,远古生物们是能看到紫外线的,通过改造,视蛋白也能感应到红外线,可见,人类想拓宽自己的可见光范围并不太困难,但是,这有必要吗?先来看一看如果人类能看到更多光波会发生什么事。光线波长越短,能量就越高,因此,波长较短的紫外线在进入人眼时,会破坏视网膜的细胞。为了过滤掉危险的紫外线,人眼中甚至进化出一个装满水的结构——晶状体,它能吸收几乎所有的紫外线,免得视网膜细胞被紫外线伤害。同样的原因,波长更短的α、β和γ射线也会伤害人类细胞,还会因为电离作用产生自由基,破坏更多的细胞。好在,地球大气层会阻挡大部分的高能射线,人眼只需再过滤少数漏网的射线即可。

至于红外线,它可算是地球上最多的一类光线,凡是具有能量的物体都会向外辐射红外线,甚至连人眼自身,都会产生红外线。所以如果人眼能看到红外线,是不是首先就要被眼前的光线给晃晕了?也许你会说,响尾蛇就能看到红外线,它不也活得很正常?其实,响尾蛇并不是用眼睛去看红外线的,而是利用脸颊上对热十分敏感的颊窝去感知红外线的,它真实的视力非常差,远不如人类的眼睛。

生物们之所以有现在的视力,正是它们所处的环境及其生存需要所决定的,三种视锥细胞已能满足人类的生存需要,而根据生物辐射的红外线在夜间捕食的响尾蛇、看清花朵发出的紫外线进行采蜜的蜜蜂也是为了满足自己的生存需求而选择了最适宜的视力。

如果有一天,环境变了,也许生物们又需要重新演化出适宜的视力,只不过,这会耗费许多的时间。人类曾花了几千万年才再次重建了三色视觉,直到今日也没能再拥有第四种视锥细胞,也不乏不愿意轻易改变的原因吧。返回搜狐,查看更多

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